Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Luận án dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục stem...

Tài liệu Luận án dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục stem

.PDF
192
5933
164

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ XUÂN QUANG DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hà Nội - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ XUÂN QUANG DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Chuyên ngành: LL và PPDH bộ môn Kĩ thuật Công nghiệp Mã số: 62 14 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Lê Huy Hoàng 2. TS. Vũ Đình Chuẩn Hà Nội - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình do chính tôi thực hiện. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, khách quan, nghiêm túc và chưa từng được tác giả khác công bố trong bất cứ công trình nào. Tác giả luận án Lê Xuân Quang LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng Sau đại học, các thầy giáo, cô giáo trong khoa Sư phạm kĩ thuật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tận tình giảng dạy, truyền thụ kiến thức, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em học tập và nghiên cứu tại Trường. Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS. Lê Huy Hoàng và TS.Vũ Đình Chuẩn đã tận tình hướng dẫn và luôn động viên, giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu. Sự hiểu biết sâu sắc về khoa học cũng như kinh nghiệm của các thầy là tiền đề để em đạt được kết quả này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, các cô giáo và các bạn đồng nghiệp làm việc tại bộ môn Phương pháp dạy học, Khoa Sư phạm kĩ thuật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tận tình chỉ bảo và chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các chuyên gia, các thầy cô giáo và các em học sinh, sinh viên đã tham gia, hợp tác và tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cha mẹ, gia đình, người thân, bạn bè đã luôn quan tâm, ủng hộ, động viên, khích lệ, và giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án này. Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2017 Nghiên cứu sinh Lê Xuân Quang i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt CNTT Công nghệ thông tin CS Cộng sự ĐC Đối chứng ĐLC Độ lệch chuẩn GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất bản PPDH Phương pháp dạy học STEM Science, Technology, Engineering Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và và Mathematics Toán học TB Trung bình THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm UNESCO United Nations Educational Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Scientific and Cultural Organization Văn hóa của Liên hiệp quốc ii MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục từ viết tắt Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................. 3 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 3 4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................... 3 5. Giả thuyết khoa học ................................................................................... 4 6. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 4 7. Đóng góp của đề tài ................................................................................... 5 8. Bố cục của luận án..................................................................................... 5 Chương 1 - CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM........................ 6 1.1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM ...................................... 6 1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới........................................................... 6 1.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam ......................................................... 13 1.2. Một số khái niệm .................................................................................. 16 1.2.1. STEM ............................................................................................. 16 1.2.2. Giáo dục STEM ............................................................................. 17 1.3. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM ............................................ 19 1.3.1. Mục tiêu giáo dục STEM............................................................... 19 1.3.2. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM .... 21 1.3.3. Quy trình giáo dục STEM ............................................................. 23 1.3.4. Các con đường giáo dục STEM cho học sinh ............................... 27 iii 1.3.5. Phân loại STEM............................................................................. 31 1.4. Dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM ................ 33 1.4.1. Cơ sở khoa học của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM ................................................................................................ 33 1.4.2. Bản chất của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM ....................................................................................................... 40 1.4.3. Đặc điểm của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM ....................................................................................................... 41 1.4.4. Quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM ....................................................................................................... 42 1.4.5. Phương pháp và hình thức tổ chức dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM..................................................................... 49 1.4.6. Cơ sở vật chất trong giáo dục STEM ............................................ 54 1.5. Thực trạng dạy học môn Công nghệ phổ thông dưới góc độ định hướng giáo dục STEM ............................................................................................ 55 1.5.1. Từ góc độ chương trình ................................................................. 55 1.5.2. Từ điều tra thực tiễn ...................................................................... 56 Kết luận chương 1 ....................................................................................... 63 Chương 2 - DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ 8 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM ........................................................................................ 65 2.1. Phân tích môn Công nghệ 8 dưới góc độ giáo dục STEM [4] ............. 65 2.1.1. Mục tiêu môn Công nghệ 8 ........................................................... 65 2.1.2. Cấu trúc nội dung môn Công nghệ 8 ............................................. 67 2.1.3. Đặc điểm môn Công nghệ 8 .......................................................... 68 2.2. Mối quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung môn Công nghệ 8 với mục tiêu, nội dung giáo dục STEM ..................................................... 70 2.3. Các mức độ dạy học môn Công nghệ 8 theo định hướng giáo dục STEM........................................................................................................... 72 2.4. Vận dụng quy trình giáo dục STEM trong dạy học môn Công nghệ 8 73 iv 2.4.1. Xây dựng chủ đề ............................................................................ 73 2.4.2. Xây dựng nội dung học tập môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM ................................................................................................ 79 2.4.3. Thiết kế các nhiệm vụ .................................................................... 83 2.4.4. Tổ chức thực hiện .......................................................................... 84 2.4.5. Đánh giá ......................................................................................... 86 2.5. Một số ví dụ minh hoạ.......................................................................... 97 2.5.1. Chủ đề STEM cho dạy lồng ghép bộ phận .................................... 97 2.5.2. Chủ đề STEM cho dạy lồng ghép toàn bộ................................... 101 2.5.3. Chủ đề STEM cho dạy phối hợp nhiều bài học........................... 111 Kết luận chương 2 ..................................................................................... 118 CHƯƠNG 3. KIỂM NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ............................................. 119 3.1. Thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 119 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .................................................. 119 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm.................................................. 119 3.1.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm................................................... 120 3.1.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ................................................. 120 3.1.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................ 122 3.1.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................................... 125 3.2. Phương pháp chuyên gia .................................................................... 134 3.2.1. Mục đích ...................................................................................... 134 3.2.2. Đối tượng xin ý kiến chuyên gia ................................................. 134 3.2.3. Nội dung và phương pháp tiến hành............................................ 135 3.2.4. Đánh giá kết quả .......................................................................... 137 Kết luận chương 3 ..................................................................................... 144 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................. 145 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ......................................... 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 148 PHỤ LỤC v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Xác định chủ đề STEM từ ngữ cảnh cuộc sống ............................. 46 Bảng 1.2. Kết quả mức độ quan tâm của GV tới các năng lực chung thông qua bài giảng ......................................................................................... 57 Bảng 1.3. Mức độ GV sử dụng phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực.... 58 Bảng 1.4. Kết quả hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn .......................................................................................... 59 Bảng 1.5. Kết quả mức độ GV chú ý định hướng hứng thú ở HS .................. 59 Bảng 1.6. Kết quả mức độ GV tổ chức cho HS hợp tác làm ra sản phẩm trong quá trình dạy học ............................................................................ 60 Bảng 1.7. Kết quả mức độ GV kết nối kiến thức từ các môn Khoa học tự nhiên trong quá trình dạy học môn Công nghệ .............................. 60 Bảng 1.8. Kết quả khảo sát mức độ GV sử dụng cơ sở vật chất dạy học môn Công nghệ....................................................................................... 61 Bảng 1.9. Kết quả khảo sát về phòng học môn Công nghệ ............................ 62 Bảng 1.10. Kết quả mức độ nhận thức của GV về STEM .............................. 62 Bảng 1.11. Mối quan tâm về STEM hiện nay của GV môn Công nghệ ........ 63 Bảng 2.1. Một số nội dung trong chương trình môn Công nghệ 8 có thể lựa chọn để xây dựng chủ đề STEM .................................................... 74 Bảng 2.2. Ứng dụng các kiến thức trong môn Công nghệ 8 trong thực tiễn .. 76 Bảng 2.3. Nội dung cho chủ đề giáo dục STEM ............................................ 82 Bảng 2.4. Bảng Rubric đánh giá sản phẩm của HS ........................................ 89 Bảng 2.5. Cấu trúc và tiêu chí năng lực giải quyết vấn đề ............................. 90 Bảng 2.6. Các mức của năng lực giải quyết vấn đề ........................................ 91 Bảng 2.7. Bảng kiểm quan sát năng lực giải quyết vấn đề ............................. 92 Bảng 2.8. Cấu trúc và các tiêu chí của năng lực sáng tạo ............................... 92 Bảng 2.9. Bảng mô tả các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực sáng tạo..... 93 vi Bảng 2.10. Bảng kiểm quan sát năng lực sáng tạo ......................................... 94 Bảng 2.11. Cấu trúc và các tiêu chí của năng lực hợp tác .............................. 94 Bảng 2.12. Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực hợp tác ....................... 95 Bảng 2.13. Bảng kiểm quan sát năng lực hợp tác ........................................... 96 Bảng 3.1. Các trường và lớp trong TNSP ..................................................... 121 Bảng 3.2. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của lớp TN trước và sau tác động sư phạm ............................................................................... 126 Bảng 3.3. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của lớp TN và lớp ĐC .... 128 Bảng 3.4. Bảng tổng hợp các tham số đánh giá năng lực giải quyết vấn đề 129 Bảng 3.5. Bảng tổng hợp các tham số đánh giá năng lực sáng tạo............... 131 Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các tham số đánh giá năng lực hợp tác ................. 132 Bảng 3.7. Kết quả điều tra mức độ đồng tình của HS .................................. 133 Bảng 3.8. Ý kiến chuyên gia về cơ sở khoa học của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM ................................................. 137 Bảng 3.9. Ý kiến chuyên gia về đặc điểm của giáo dục STEM.................... 138 Bảng 3.10. Ý kiến chuyên gia về tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM 140 Bảng 3.11. Ý kiến chuyên gia về nguyên tắc dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM ......................................................... 140 Bảng 3.12. Ý kiến chuyên gia về tính khả thi của đề xuất............................ 142 Bảng 3.13. Ý kiến chuyên gia về chủ đề đã xây dựng .................................. 143 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.... 22 Hình 1.2. Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM.......................................... 24 Hình 1.3. Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học26 Hình 1.4. Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM [84] ................................. 27 Hình 1.5. Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất ................... 29 Hình 1.6. Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học ............................... 29 Hình 1.7. Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp ................................................ 30 Hình 1.8. Quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM 42 Hình 1.9. Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM ................................... 43 Hình 1.10. Mô hình ba chiều xem xét chủ đề giáo dục STEM....................... 45 Hình 1.11. Sơ đồ các bước thực hiện dạy học theo dự án .............................. 52 Hình 1.12. Biểu đồ mức độ sử dụng phương pháp và kĩ thuật dạy học.......... 59 Hình 1.13. Kết quả mức độ kết nối kiến thức từ các môn Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học và Tin học trong quá trình dạy học môn Công nghệ ..61 Hình 2.1. Nội dung môn Công nghệ 8 ............................................................ 68 Hình 2.2. Các giai đoạn tổ chức thực hiện nội dung học tập .......................... 85 Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra của lớp TN trước và sau tác động sư phạm .......................................................................................... 126 Hình 3.2. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra của lớp TN (sau tác động sư phạm) và lớp ĐC............................................................................ 127 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Một nền kinh tế thịnh vượng trong thế kỉ 21 sẽ dựa trên nền tảng của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học [64]. Điều này đặt ra cho ngành giáo dục nhiệm vụ cần chuẩn bị cho học sinh (HS) những kĩ năng và kiến thức theo chuẩn toàn cầu để đáp ứng với nhu cầu hội nhập ngày càng cao. Giáo dục STEM bắt nguồn từ nước Mỹ cách đây gần hai thập kỉ, đây được coi như một cuộc cải cách giáo dục mang tính đột phá của Mỹ với mục tiêu xác lập vững chắc vị thế của quốc gia đứng đầu thế giới về kinh tế, khoa học và công nghệ với nguồn lao động chất lượng thuộc các lĩnh vực STEM. Bên cạnh đó tiếp tục làm gia tăng tầm ảnh hưởng của Mỹ với thế giới thông qua những phát minh, sáng chế. Cho đến nay đã có rất nhiều quốc gia theo đuổi chương trình giáo dục STEM bởi họ nhận thấy đó là hướng đi đúng và mang tính tất yếu trong bối cảnh cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên thế giới. STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM là quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành nhằm trang bị cho HS những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Các kiến thức và kĩ năng này phải được giảng dạy tích hợp giúp người học có thể áp dụng những kiến thức đó trong những bối cảnh cụ thể. Theo số liệu của Cục thống kê lao động Mỹ năm 2012 cho thấy việc làm thuộc lĩnh vực STEM được dự báo mở rộng và phát triển nhanh hơn so với việc làm thuộc lĩnh vực phi STEM trong giai đoạn 2010 - 2020 [82]. Trong đó, số lượng lao động của Mỹ giai đoạn 2012 - 2022 cần thêm 15,6 triệu người (tăng 10,8%), đặc biệt tỉ lệ tăng trưởng về việc làm trong lĩnh vực STEM chiếm tỉ lệ cao nhất [74]. Tương tự tại Úc, ước tính 75% những nghề phát triển nhanh nhất đòi hỏi kĩ năng và kiến thức về STEM. Như vậy, nguồn nhân lực thuộc lĩnh vực 2 STEM cũng đang trở nên rất cần thiết đối với các quốc gia khác đặc biệt trong bối cảnh toàn cầu hóa hiện nay. Ở Việt Nam, định hướng phát triển đất nước sớm trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại, đặc biệt chú trọng tới phát triển kinh tế tri thức. Trong chiến lược phát triển công nghiệp Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035 chú trọng đào tạo nguồn nhân lực công nghiệp có kĩ năng, có năng lực sáng tạo; ưu tiên phát triển và chuyển giao công nghệ đối với các ngành. Trong đó, Chính phủ đã xác định 3 nhóm ngành công nghiệp lựa chọn ưu tiên phát triển gồm: công nghiệp chế biến chế tạo, điện tử và viễn thông, năng lượng mới và năng lượng tái tạo [29]. Để xây dựng được nguồn nhân lực đó, giáo dục cần phải chuẩn bị một lực lượng thành thạo trong lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật... Vì vậy, trong quá trình hội nhập quốc tế sâu rộng, cơ hội tiếp cận với các xu thế mới, các mô hình giáo dục mới và học hỏi kinh nghiệm của các nước có nền giáo dục tiên tiến là cần thiết nhằm thay đổi căn bản giáo dục phổ thông tại Việt Nam. Giáo dục STEM xuất hiện ở Việt Nam trong vài năm trở lại đây, hiện nay mới đang ở bước truyền thông và mang tính thử nghiệm, chưa thực sự trở thành một hoạt động giáo dục chính thức trong trường phổ thông. Tuy nhiên, giáo dục STEM với nhiệm vụ cung cấp các kiến thức và kĩ năng cần thiết cho HS thế kỉ 21 sẽ là mô hình giáo dục diện rộng trong tương lai gần của thế giới. Do vậy, giáo dục STEM rất cần sự quan tâm và nhận thức của toàn xã hội. Hiện nay ở Việt Nam, STEM và giáo dục STEM nói riêng vẫn chưa được nghiên cứu sâu. Các bài viết, tài liệu về giáo dục STEM ở Việt Nam hiện nay mới chỉ mang tính chất thông tin và bình luận. Hiện chưa có công trình nào bàn về cơ sở lí luận của giáo dục STEM và vận dụng nó vào dạy học bộ môn. Bên cạnh đó, môn Công nghệ có nhiều điểm tương đồng với giáo dục STEM bởi đây là môn khoa học ứng dụng các kiến thức nền tảng của các môn khoa 3 học cơ bản như Toán học, Vật lí, Hóa học… Bản thân môn Công nghệ cũng là một thành tố trong STEM. Nội hàm môn Công nghệ đã có yếu tố tích hợp, do đó việc nghiên cứu về giáo dục STEM nói chung và dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM nói riêng là hoàn toàn có cơ sở và phù hợp với định hướng đổi mới căn bản giáo dục Việt Nam sau 2015 theo hướng phát triển năng lực ở người học nhằm đáp ứng những đòi hỏi của xã hội hiện đại. Với các lí do trên tác giả chọn đề tài:“Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM” 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng cơ sở lí luận về giáo dục STEM và cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn về dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM. Thiết kế quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM và vận dụng vào dạy học môn Công nghệ phổ thông Việt Nam. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu (1) Xây dựng cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM. (2) Xây dựng quy trình dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM. Đề xuất phương pháp luận xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong dạy học môn Công nghệ. Trên cơ sở đó thực nghiệm (TN) với môn Công nghệ 8. (3) Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm kiểm nghiệm đánh giá giả thuyết nêu ra. 4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Giáo dục STEM, Môn Công nghệ phổ thông. - Đối tượng nghiên cứu: Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM. 4 - Phạm vi nghiên cứu: Quá trình dạy và học môn Công nghệ lớp 8 Trung học cơ sở (THCS) ở Việt Nam. Phạm vi khảo sát tại trường THCS Tân Phú Quốc Oai - Hà Nội và trường THCS-THPT Nguyễn Tất Thành - Hà Nội. 5. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế được quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM và vận dụng vào xây dựng các chủ đề, nội dung, cách thức tổ chức hoạt động dạy và học, kiểm tra đánh giá môn Công nghệ sẽ tác động tích cực đến kết quả học tập, hứng thú và góp phần hình thành, phát triển năng lực cốt lõi (năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực hợp tác…) cho HS trong dạy học môn Công nghệ theo định hướng đổi mới toàn diện giáo dục Việt Nam. 6. Phương pháp nghiên cứu - Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận (phương pháp phân tích, tổng hợp, khái quát hóa). Được sử dụng để tập hợp, phân tích các tài liệu nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về các vấn đề thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài, nhằm mục đích lựa chọn những khái niệm và tư tưởng cơ bản là cơ sở lí luận của đề tài. Nghiên cứu những chủ chương chính sách của Nhà nước, của ngành Giáo dục có liên quan tới nội dung nghiên cứu. Từ đó đề xuất khung lí luận cho dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM. - Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn (phương pháp điều tra, phương pháp quan sát sư phạm, phương pháp TNSP, phương pháp Delphi). Được sử dụng để điều tra về thực trạng dạy học môn Công nghệ dưới góc độ giáo dục STEM, những hiểu biết của giáo viên (GV) về giáo dục STEM. Xây dựng và sử dụng các bảng kiểm quan sát năng lực của HS trong quá trình trải nghiệm học tập môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM. Xác định nhiệm vụ và xây dựng nội dung, tiến hành các hoạt động TNSP. Tư tưởng của phương pháp Delphi được sử dụng trong quá trình xin ý kiến chuyên gia để xác định sự đồng thuận của các chuyên gia với các nội dung nghiên cứu và giúp tạo ra những ý tưởng mới cho nghiên cứu. 5 - Nhóm phương pháp hỗ trợ (phương pháp thống kê Toán học…). Luận án sử dụng phần mềm SPSS 16.0 để xử lí, phân tích các số liệu thu được trong các mẫu điều tra và TN. 7. Đóng góp của đề tài 7.1. Về lí luận Hoàn thiện cơ sở lí luận về giáo dục STEM trên các phương diện sau: - Đề xuất khái niệm, quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM. - Đề xuất phương pháp luận xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong dạy học môn Công nghệ. - Xây dựng các tiêu chí về một chủ đề giáo dục STEM, cấu trúc của nhiệm vụ STEM. 7.2. Về thực tiễn - Đánh giá thực trạng dạy học môn Công nghệ phổ thông dưới góc độ giáo dục STEM. - Xây dựng 03 chủ đề minh họa dạy học môn Công nghệ 8 theo định hướng giáo dục STEM. - Góp phần đổi mới giáo dục Công nghệ phổ thông theo định hướng phát triển năng lực phù hợp với tư tưởng tích hợp ở bậc THCS sau năm 2015 và định hướng giáo dục Công nghệ sau năm 2015. 8. Bố cục của luận án Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 3 chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Chương 2. Dạy học môn Công nghệ 8 theo định hướng giáo dục STEM Chương 3. Kiểm nghiệm và đánh giá 6 Chương 1 - CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới 1.1.1.1. Nghiên cứu về giáo dục STEM trên thế giới Trong một thập kỷ trở lại đây nghiên cứu về giáo dục STEM đã, đang được rất nhiều nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu và xu hướng nghiên cứu về lĩnh vực này sẽ còn tiếp tục được phát triển. Theo thống kê của Josh Brown – Trường đại học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất bản từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [43]. Với mục đích nghiên cứu về xu hướng giáo dục STEM, Yuan-Chung Yu và cộng sự (cs) đã tập hợp và phân tích các tài liệu về giáo dục STEM trong cơ sở dữ liệu ISI giai đoạn từ 1992 - 2013 cho thấy từ năm 2008 cho tới nay xu hướng nghiên cứu về giáo dục STEM phát triển rất mạnh, cụ thể năm 2008 có khoảng 15 bài báo thì đến năm 2013 số lượng đã tăng lên gần 100 bài báo. Cũng trong giai đoạn này Mỹ là quốc gia có nhiều nghiên cứu về giáo dục STEM nhất với 200 công trình (52%), tiếp theo đó là Anh với 36 công trình (9,35%); Hà Lan, Úc mỗi quốc gia có 16 nghiên cứu (4,16%); các quốc gia Tây Ban Nha, Ixaren, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đức, Đài Loan tổng cộng có 67 công trình; các quốc gia còn lại trên thế giới có 50 công trình. Nghiên cứu cũng chỉ ra 5 lĩnh vực liên quan đến giáo dục STEM bao gồm: Giáo dục học, Tâm lí học, Kĩ thuật, Dịch vụ khoa học chăm sóc sức khỏe và Khoa học máy tính [86]. Bên cạnh đó, hiện nay trên thế giới có một số khuynh hướng nghiên cứu về giáo dục STEM như: lịch sử, quá trình phát triển, tầm quan trọng của giáo dục STEM tiêu biểu là các tác giả Morrison, Amanda Roberts, David W. White, William E. Dugger, Ryan Brown… Những nghiên 7 cứu theo hướng này tập trung tìm hiểu về bản chất của STEM, vai trò của STEM trong lịch sử phát triển khoa học công nghệ của loài người, những nhận thức về giáo dục STEM [44], [62], [67], [75]. Chương trình giáo dục thế kỷ XX chủ yếu tập trung vào Khoa học và Toán học mà ít quan tâm tới Kĩ thuật và Công nghệ. Thực tế hiện nay cho thấy trong giáo dục không có Công nghệ và Kĩ thuật thì HS chỉ được trang bị những kĩ năng về lí thuyết, khái niệm, nguyên lí, công thức, định luật mà không được trang bị kiến thức để áp dụng vào thực tiễn. Vì vậy, vai trò và việc kết hợp Công nghệ và Kĩ thuật trong STEM hiện nay như thế nào cũng là một hướng nghiên cứu được nhiều tác giả quan tâm tiêu biểu là Ronald Rockland, DiFrancesca [54], [76]. Đặc biệt trong luận án nghiên cứu của James Allen Boe bằng phương pháp tổng quan tài liệu và thực nghiệm Delphi đã xác định được những vấn đề cơ bản của giáo dục STEM. Nghiên cứu đưa ra những khuyến nghị để giải quyết có hiệu quả về Công nghệ và Kĩ thuật trong STEM. Những chiến lược có thể được khuyến kích để đáp ứng các nhu cầu của GV môn Công nghệ trong tương lai. Làm thế nào để giáo dục công nghệ thể hiện được vai trò mang tính “dẫn dắt” trong giáo dục STEM [42]. Tích hợp giáo dục STEM là một hướng nghiên cứu khá cơ bản về giáo dục STEM được rất nhiều nhà khoa học, tổ chức giáo dục quan tâm. Tiêu biểu là công trình của Honey và cs [60]. Đây là kết quả nghiên cứu trong một thời gian dài của nhóm các chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực của Ủy ban tích hợp giáo dục STEM (Mỹ) dưới sự ủng hộ của Viện Kĩ thuật Quốc gia và Ban khoa học giáo dục của Hội đồng nghiên cứu quốc gia Mỹ. Nghiên cứu này là một kinh nghiệm quý báu về tích hợp giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông hệ 12 năm của Mỹ. Cụ thể: nghiên cứu đã mô tả về khung lí thuyết tích hợp giáo dục STEM, tổng quan nghiên cứu những kinh nghiệm tích hợp giáo dục STEM, những nghiên cứu liên quan đến việc thiết kế tích hợp những trải nghiệm STEM, ngữ cảnh cho việc triển khai tích hợp STEM. 8 Ngoài ra hiện nay cũng có nhiều nghiên cứu về mô hình và cải tiến mô hình giáo dục STEM, nghề nghiệp liên quan đến giáo dục STEM, các chương trình trải nghiệm STEM, phát triển đội ngũ GV, phương pháp giảng dạy STEM [48], [49], [58], [71], [72], [73], [85]… Gần đây, đã có một số nghiên cứu đề cập đến yếu tố Nghệ thuật (Art) trong giáo dục STEM và đề xuất về dạy học liên ngành STEAM [52], [63], [78]. Từ đó mở ra hướng nghiên cứu về những biến thể của giáo dục STEM. Bên cạnh những nghiên cứu về giáo dục STEM, hiện nay nhiều trường Đại học ở Mỹ đã có những chương trình đào tạo thạc sĩ về dạy học tích hợp giáo dục STEM. Các chương trình này hướng tới việc đào tạo ra thế hệ những nhà lãnh đạo, những nhà giáo dục STEM thế kỷ 21 với những hiểu biết sâu rộng về tính chất liên ngành của STEM và những cách tiếp cận mới cho việc giảng dạy và học tập các nội dung STEM. Các khóa học được thiết kế để truyền cảm hứng cho các GV niềm đam mê về lĩnh vực STEM và những khả năng để có thể giảng dạy nội dung STEM một cách hấp dẫn. 1.1.1.2. Kinh nghiệm triển khai giáo dục STEM trên thế giới Nhiều quốc gia trên thế giới, bao gồm cả Mỹ và Liên minh châu Âu đang chuyển đổi hệ thống giáo dục để có thể cạnh tranh trong thời kỳ đổi mới [56]. Giáo dục STEM là vấn đề cốt lõi của cả hai chiến lược đổi mới dựa trên nghiên cứu của Mỹ và Liên minh Châu Âu. Chiến lược đổi mới cung cấp một tầm nhìn cho những hoạch định chính sách và là động lực cho các sáng kiến STEM mang tính cộng đồng và cá nhân để nâng cao sự hấp dẫn đối với STEM và giảng dạy STEM. Mục tiêu trực tiếp của sáng kiến STEM là tăng số lượng và chất lượng GV dạy STEM để có thể đào tạo các kĩ năng và khả năng sáng tạo ở sinh viên, HS nhằm đảm bảo sự thành công trong thế kỉ 21. Ở nhiều quốc gia, cải cách giáo dục tập trung vào việc tăng khả năng, hứng thú, đam mê khoa học của HS đối với STEM và giảng dạy STEM. 9 a. Tại Mỹ Giáo dục STEM không phải là vấn đề quá mới ở Mỹ, nhưng gần đây nó dành được sự quan tâm lớn của quốc gia thông qua luật liên bang. Mối quan tâm này đến từ những nghiên cứu cho thấy sự giảm sút về năng lực giữa HS Mỹ và các HS quốc gia khác trong môn Toán học và Khoa học [61]. Ngay từ năm 1990, chính phủ Mỹ đã xây dựng 6 mục tiêu giáo dục và một trong số đó là cần thiết phát triển HS thông thạo về Toán học và Khoa học. Phát triển năng lực cạnh tranh toàn cầu là kết quả của sáng kiến cạnh tranh nước Mỹ được đề xuất bởi tổng thống George.W.Bush trong năm 2006 [53]. Sáng kiến này mong đợi một chính sách nhằm thúc đẩy sự phát triển những thành tựu đạt được của HS thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học [41]. Hiệp hội Thống đốc quốc gia Mỹ đã xuất bản tác phẩm “Những vấn đề xây dựng Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học” với những khuyến cáo cho hệ thống giáo dục 12 năm bảo đảm cho tất cả HS tốt nghiệp có những năng lực STEM ở mức cao. Có ba khuyến cáo quan trọng cho những nhà hoạch định chính sách phát triển các công cụ nhằm xây dựng những vấn đề liên quan đến STEM một cách toàn diện gồm: yêu cầu xây dựng một cách nghiêm túc chương trình giáo dục STEM trong hệ đào tạo 12 năm; cải thiện việc dạy và học STEM trên phạm vi toàn quốc; hỗ trợ các mô hình mới tập trung vào sự phù hợp để chắc chắn rằng tất cả các HS đều có những kĩ năng STEM sau khi tốt nghiệp. Báo cáo cũng đưa ra những gợi ý về một sự cải cách cần thiết với các trường công lập hướng đến sự cạnh tranh toàn cầu một cách hiệu quả bởi hệ thống chương trình hiện tại rời rạc không liên quan tới các phương pháp truyền thống. HS không còn quan tâm tới các chủ đề mà không liên quan với đời sống hiện tại [80]. Dưới thời tổng thống Barack Obama, Chính phủ Mỹ khuyến khích các trường phổ thông xây dựng các lớp học về STEM, hợp tác với các trường Đại học, các doanh nghiệp giúp phát triển giáo dục STEM trong nhà trường. Tại
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan